Question

我正在尝试用VHDL实现一个串行加法器/减法器，我之前已经完成了纹波传输方式，但现在我应该通过使用一个完整的加法器单元而不是N-amount来实现相同的功能因此我必须将位从向量移位到完整的加法器/减法器，并将结果存储在另一个向量中，我只是将索引移位...它背后的逻辑很容易理解，你只需要索引的计数器等。但我显然遇到了问题，因为我可能还在想太多的软件编程，我猜...

我遇到的问题是当计数器进入过程时计数器立即增加到1，这样当我尝试添加向量a = 0101 0101和b = 1010 1010时，我得到y = 1111 111X而carrys = 0000 000X。我试图开始将结果存储在index_counter - 1，因为索引在第一个时钟周期跳转到1，但后来我在模拟中遇到致命错误...

我一直试图解决这个问题几个小时了，似乎无法弄清楚如何去做，所以请你看看我能做些什么来解决它？非常感谢！

我确实有饱和和溢出的信号，我将在稍后实施，但它们目前尚未使用，所以不要担心它们。

如果您想知道为什么我按照我的方式完成它，设计不应该在加/减之前更新最终结果。

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity serial_adder_subtracter_saturate is
    generic (WIDTH : INTEGER := 8);
    port (a : IN STD_LOGIC_VECTOR(WIDTH-1 downto 0);
          b : IN STD_LOGIC_VECTOR(WIDTH-1 downto 0);
          saturate : IN STD_LOGIC := '0';
          add_sub : IN STD_LOGIC := '1';
          clk : IN STD_LOGIC;
          start : IN STD_LOGIC;
          reset : IN STD_LOGIC;
          y : OUT STD_LOGIC_VECTOR(WIDTH-1 downto 0);
          overflow : OUT STD_LOGIC;
          finished : OUT STD_LOGIC);
end serial_adder_subtracter_saturate;

ARCHITECTURE behavior OF serial_adder_subtracter_saturate is

component bitAdder is
port(a : IN STD_LOGIC;
     b : IN STD_LOGIC;
     cin : IN STD_LOGIC;
     add_sub : IN STD_LOGIC;
     y : OUT STD_LOGIC;
     cout : OUT STD_LOGIC);
end component;

signal carry : STD_LOGIC_VECTOR (WIDTH-1 downto 0); -- hold the carry outs from the adders
signal temp_sum : STD_LOGIC_VECTOR (WIDTH-1 downto 0);
signal o_flow : STD_LOGIC;      -- internal overflow signal so I can read it in the process

signal a_temp : STD_LOGIC;
signal b_temp : STD_LOGIC;
signal y_temp : STD_LOGIC;
signal cin_temp : STD_LOGIC; 
signal cout_temp : STD_LOGIC;

begin 
AddSub: bitAdder 
    port map(a => a_temp, 
             b => b_temp, 
             cin => cin_temp, 
             add_sub => add_sub, 
              y => y_temp, 
             cout => cout_temp);

    o_flow <= carry(WIDTH-1) XOR carry(WIDTH-2);

test: process(clk)
variable index_counter : integer range 0 to (WIDTH) := 0;
begin
    if rising_edge(clk) then
        if reset = '1' then
            index_counter := 0;
            carry <= (others => '0');
            temp_sum <= (others => '0');
            finished <= '0';
        elsif reset = '0' AND start = '1' then
            if index_counter = (WIDTH) then
                finished <= '1';
                y <= temp_sum;
            else
                if index_counter = 0 then
                    cin_temp <= NOT add_sub;
                else
                    cin_temp <= carry(index_counter);
                end if;

                a_temp <= a(index_counter);
                b_temp <= b(index_counter);
                carry(index_counter) <= cout_temp;
                temp_sum(index_counter) <= y_temp;

                index_counter := index_counter + 1;
            end if;             
        end if;
    end if;
end process;
end behavior;

以下是完整的加法器/减法器如何查看感兴趣的内容：

LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.ALL;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;

ENTITY bitAdder IS
    PORT (a: IN STD_LOGIC;
          b: IN STD_LOGIC;
          cin: IN STD_LOGIC;
          add_sub : IN STD_LOGIC;
          y: OUT STD_LOGIC;
          cout: OUT STD_LOGIC);
END bitAdder;

ARCHITECTURE behavior OF bitAdder IS
signal b_sig : STD_LOGIC := '1';
BEGIN
    b_sig <= not b when add_sub = '0' else
                 b;             -- b_sig <= add_sub XOR b;
    y <= a XOR b_sig XOR cin;
    cout <= (a AND b_sig) OR 
            (b_sig AND cin) OR 
            (a AND cin);
END behavior;

Answer 1

我还没有尝试调试这个，但我认为这是一个时间问题：

在第一个上升时钟边沿，您定义加法器的输入和注册加法器的输出（此时为X，因为它的输入不是＆＃39; t之前定义。）

如果想要将结果存储在index_counter - 1，那么您就是在正确的轨道上，但是您需要注意不要试图将结果存储在不存在的寄存器中，例如carry(-1)或temp_sum(-1)。例如，您可以使用if index_counter > 0。

同样，您需要在计算结束时再允许一个周期，或者将最后一个结果位直接分配给y输出，否则您将错过最后一个结果位。

希望有所帮助！

N位串行加法器/减法器VHDL

1 个答案: